AlegsaOnline.com

Python — atvirojo kodo programavimo kalba: apibrėžimas ir pagrindai

Atraskite Python — atvirojo kodo, lengvai įsisavinamą ir galingą programavimo kalbą: istorija, pagrindai, sintaksė ir praktiniai pavyzdžiai pradedantiesiems.

Autorius: Leandro Alegsa Sukūrimo data: 2021 m. spalio 20 d. Paskutinis atnaujinimas: 2026 m. sausio 12 d.

en.wikipedia.org · CC BY-SA 4.0

"Python" yra atvirojo kodo programavimo kalba, sukurta taip, kad būtų lengvai suprantama ir galinga. 1991 m. olandų programuotojas Guido van Rossum sukūrė Python. Jis pavadino ją televizijos laidos "Monty Python's Flying Circus" (liet. "Monty Python's skraidantis cirkas") vardu. Daugelyje Python pavyzdžių ir mokomųjų programų pateikiami juokeliai iš šios laidos.

Pagrindinės savybės

Python yra interpretuojamoji kalba. Interpretuotųjų kalbų nereikia kompiliuoti, kad jos veiktų. Programa, vadinama interpretatoriumi, paleidžia Python kodą beveik bet kokio tipo kompiuteryje. Tai reiškia, kad programuotojas gali keisti kodą ir greitai pamatyti rezultatus. Tai taip pat reiškia, kad "Python" yra lėtesnė už kompiliuotą kalbą, pavyzdžiui, C, nes ji tiesiogiai nevykdo mašininio kodo.

Kaip aukšto lygio kalba, Python slepia daug žemo lygio detalių (pvz., atminties valdymą), todėl programuotojas gali sutelkti dėmesį į problemas ir algoritmus, o ne į technines smulkmenas. Python pasižymi:

aiškia ir trumpa sintakse (pvz., atstūmimas žymi blokus),
dinamišku tipų tikrinimu ir automatinio atminties tvarkymo (šiukšlių surinkimas),
plataus spektrų standartine biblioteka ir didžiule trečiųjų šalių paketų ekosistema,
aukšta abstrakcija – pirmos klasės funkcijos, klasės, generatoriai, dekoratoriai, kontekstų valdymas.

Naudojimo sritys

"Python" tinka labai įvairiems darbo scenarijams. Dažniausios sritys:

interneto ir žiniatinklio programos (Django, Flask),
duomenų analizė ir mokslo skaičiavimai (NumPy, pandas, SciPy),
mašininis mokymasis ir dirbtinis intelektas (TensorFlow, PyTorch, scikit-learn),
automatizavimas ir scenarijų rašymas, sistemos administravimas, testavimas, DevOps;
žaidimų kūrimas, grafinės vartotojo sąsajos, IoT (MicroPython).

Implementacijos ir našumo optimizavimas

"Python" įkvėpimo sėmėsi iš kitų programavimo kalbų, tokių kaip C, C++, Java, Perl ir Lisp.

"Python" kūrėjai stengiasi išvengti ankstyvo optimizavimo. Be to, jie atmeta CPython etaloninės realizacijos nekritinių dalių pataisas, kurios padidintų greitį. Kai greitis yra svarbus, "Python" programuotojas gali perkelti laiko atžvilgiu svarbias funkcijas į išplėtimo modulius, parašytus tokiomis kalbomis, kaip C arba PyPy, "just-in-time" kompiliatoriumi. Taip pat galima naudoti Cython. Jis verčia "Python" scenarijų į C kalbą ir atlieka tiesioginius C lygmens API skambučius į "Python" interpreterį.

Be CPython (oficiali ir plačiausiai naudojama realizacija), egzistuoja ir kitos implementacijos, pvz.:

PyPy – su JIT kompiliatoriumi, geresnis vykdymo greitis daugeliui scenarijų,
Jython – Python Java virtualios mašinos realizacija, leidžia integraciją su Java bibliotekomis,
IronPython – .NET platformai,
MicroPython – mažesnė realizacija mikrovaldikliams ir įterptinėms sistemoms.

Praktiniai patarimai: diegimas ir paketų valdymas

Python failų plėtinys yra .py. Dažniausiai darbui naudojama komandinės eilutės priemonė arba integruota plėtra aplinka (IDE). Svarbūs įrankiai ir sąvokos:

pip – Python paketų diegimo įrankis, kuris leidžia įdiegti bibliotekas iš PyPI;
venv arba virtualenv – virtualios aplinkos, leidžiančios izoliuoti projekto priklausomybes;
PEP (Python Enhancement Proposal) – dokumentai, kuriuose siūlomi kalbos ar ekosistemos patobulinimai (pvz., PEP 8 – stiliaus gidas);
standartinė biblioteka – gausu modulių darbui su failais, tinklais, procesais, duomenų struktūromis ir kt.

Sintaksės ir kalbos ypatumai (trumpai)

blokų struktūra žymima atstūmimu (indentacija) – tai skatina vientisą stiliaus laikymąsi;
dinaminis tipavimas – kintamieji neturi deklaruotų tipų, tipai priskiriami vykdymo metu;
funkcijos yra pirmos klasės objektai (jas galima perduoti kaip parametrus, grąžinti iš kitų funkcijų);
kokybiški abstraktūs konstruktai: sąrašų suvokimai (list comprehensions), generatoriai, lambda išraiškos, dekoratoriai;
išimtų (exceptions) valdymas – struktūruotas būdas apdoroti klaidas ir neįprastas situacijas;
kontekstų valdymo (with) konstrukcija – automatinis išteklių uždarymas (pvz., failų).

Mažas kodo pavyzdys

def sveikas_vienas_vardas(vardas):     return f"Sveikas, {vardas}!"  vardai = ["Asta", "Mantas", "Eglė"] sveikinimai = [sveikas_vienas_vardas(v) for v in vardai]  for s in sveikinimai:     print(s)

Filofija ir bendruomenė

Svarbus "Python" kūrėjų tikslas - užtikrinti, kad "Python" būtų įdomu naudoti. Tai atsispindi kalbos pavadinime, kuris yra duoklė britų komikų grupei "Monty Python". Kartais tai žaismingas požiūris į vadovėlius ir informacinę medžiagą, pavyzdžiui, vietoj standartinių foo ir bar minimi šlamštas ir kiaušiniai.

Python turi aktyvią ir didelę bendruomenę: gausu atviros kilmės projektų, mokomųjų išteklių, konferencijų (pvz., PyCon) ir vietinių vartotojų grupių. Dokumentacija ir oficialios gairės prieinamos nemokamai, o pati kalba platinama pagal Python Software Foundation licenciją, leidžiančią platų naudojimą tiek atvirojo, tiek uždarojo kodo projektuose.

Kaip pradėti

Atsisiųskite ir įdiekite Python iš oficialių šaltinių arba per paketų valdymo sistemas;
Pasižymėkite pagrindinius principus: REPL (interaktyvi konsolė), failai su .py, virtualios aplinkos ir pip;
Pradėkite nuo paprastų projektų: scenarijų automatizavimo, maži žiniatinklio servisai ar duomenų analizės užduoties;
Mokykitės iš oficialios dokumentacijos, tutorialų ir bendruomenės išteklių.

Apibendrinant, "Python" yra lanksti, lengvai įsisavinama ir plačiai naudojama programavimo kalba, tinkama tiek pradedantiesiems, tiek profesionalams. Dėl savo aiškios sintaksės, turtingos bibliotekos ir stiprios bendruomenės Python išlieka viena populiariausių kalbų įvairiose srityse.

Python naudojimas

"Python" naudoja šimtai tūkstančių programuotojų ir jis naudojamas daugelyje vietų. Kartais programai naudojamas tik "Python" kodas, tačiau dažniausiai jis naudojamas paprastiems darbams atlikti, o sudėtingesnėms užduotims atlikti naudojama kita programavimo kalba.

Standartinę biblioteką sudaro daugybė funkcijų, kurios įdiegtos kartu su "Python". Internete galima rasti daug kitų bibliotekų, kurios leidžia Python kalbai atlikti daugiau funkcijų. Dėl šių bibliotekų ši kalba yra galinga; ja galima atlikti daugybę skirtingų dalykų.

"Python" dažnai naudojamas šiems dalykams:

Interneto svetainių kūrimas
Mokslinis programavimas
Darbalaukio grafinių sąsajų programos
Tinklo programavimas
Žaidimų programavimas.

Sintaksė

"Python" sintaksė labai lengvai suprantama. Dalis "Python" sintaksės atkeliavo iš C kalbos, nes būtent šia kalba buvo parašyta "Python". Tačiau "Python" naudoja baltąsias erdves kodui atskirti: tarpai arba skirtukai naudojami kodui suskirstyti į grupes. Tai skiriasi nuo C. C kalboje kiekvienos eilutės pabaigoje rašomas kabliataškis, o kodui sugrupuoti naudojami lenktiniai skliaustai ({}). Dėl baltųjų tarpų naudojimo kodui atskirti Python kalba yra labai lengvai skaitoma.

Teiginiai ir valdymo srautas

"Python" teiginiai:

Priskyrimo sakinys arba ženklas =. Pythone teiginys x = 2 reiškia, kad vardas x susiejamas su sveikuoju skaičiumi 2. Vardai Pythone gali būti susieti su daugeliu skirtingų tipų, todėl Python yra dinamiškai tipizuota kalba.
Užrašas if, kuris paleidžia kodo bloką, jei tenkinamos tam tikros sąlygos, taip pat else ir elif (kitų programavimo kalbų else if sutrumpinimas). Teiginys elif paleidžia kodo bloką, jei ankstesnės sąlygos neįvykdytos, bet įvykdytos teiginio elif sąlygos. Teiginys else paleidžia kodo bloką, jei nė viena iš ankstesnių sąlygų nėra įvykdyta.
For sakinys, kuriuo iteruojamas iteruojamas objektas, pavyzdžiui, sąrašas, ir kiekvienas šio objekto elementas susiejamas su kintamuoju, naudojamu šiame kodo bloke, kuriame sukuriamas for ciklas.
Užrašas while, kuris paleidžia kodo bloką tol, kol tenkinamos tam tikros sąlygos, ir taip sukuria while ciklą.
Def sakinys, apibrėžiantis funkciją arba metodą.
teiginys pass, kuris reiškia "nieko nedaryti".
Klasės teiginys, leidžiantis vartotojui sukurti savo tipo objektus, pavyzdžiui, sveikuosius skaičius ir eilutes.
Importo teiginys, kuriuo importuojami Python failai, kad juos būtų galima naudoti naudotojo kode.
Spausdinimo sakinys, kuriuo į konsolę išvedami įvairūs duomenys.

Išraiškos

Kai kurios "Python" išraiškos yra panašios į kitų programavimo kalbų išraiškas, o kitos - ne.

Sudėtis, atimtis, daugyba ir dalyba, išreikštos ženklais +, -. * ir /.
Eksponentai, žymimi **.
Dviem reikšmėms palyginti Python naudoja ==.
Pythone loginėms išraiškoms naudojami žodžiai "ir", "arba" ir "ne".

Pavyzdys

Tai nedidelis "Python" programos pavyzdys. Joje ekrane rodomas užrašas "Hello World!".

print("Hello World!") # Šis kodas atlieka tą patį, tik yra ilgesnis: ready = True if ready: print("Hello World!")

Python taip pat naudoja vadinamąjį "dinaminį kintamųjų priskyrimą". Tai reiškia, kad kai programoje įrašomas skaičius ar žodis, naudotojui nereikia nurodyti, kokio tipo jis yra. Tai palengvina pakartotinį kintamųjų vardų panaudojimą, todėl greitai juos keisti yra paprasčiau. Toliau pateikiamas tokio veiksmo pavyzdys. Šis kodas sukurs ir skaičių, ir žodį, ir juos abu parodys, naudodamas tik vieną kintamąjį.

x = 1 print(x) x = "Žodis" print(x)

"Statiškai tipizuotoje" kalboje, pavyzdžiui, C, programuotojas turėtų pasakyti, ar x yra skaičius, ar žodis, ir tik tada C leistų programuotojui nustatyti x, o po to C neleistų pakeisti jo tipo iš skaičiaus į žodį.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra Pitonas?

A: Python yra atvirojo kodo programavimo kalba, sukurta taip, kad ją būtų lengva skaityti ir suprasti, tačiau ji būtų galinga.

K: Kas sukūrė Python?

A: 1991 m. olandų programuotojas Guido van Rossum sukūrė Python.

K: Kaip Python kūrėjas sugalvojo pavadinimą?

A: Jis pavadino jį televizijos programos "Monty Python's Flying Circus" vardu.

K: Ar Python yra kompiliuota, ar interpretuota kalba?

A: Tai interpretuojamoji kalba, t. y. jos nereikia kompiliuoti, kad ji veiktų. Interpretatorius paleidžia kodą beveik bet kuriame kompiuteryje.

K: Kokios kitos programavimo kalbos įkvėpė Python?

A: C, C++, Java, Perl ir Lisp - visos šios kalbos įkvėpė sukurti Python.

K: Ko siekia kūrėjai, darydami pakeitimus ir tobulindami kalbą?

A: Kūrėjai stengiasi nekeisti kalbos, kol neturi daug dalykų, kuriuos reikia keisti, taip pat stengiasi nedaryti smulkių taisymų (pataisymų), kurie pagreitintų kalbą, bet yra nesvarbios CPython etaloninės realizacijos dalys.

Klausimas: Kodėl kūrėjams svarbu išlaikyti "Python" linksmumą?

Atsakymas: "Python" linksmumas atsispindi jo pavadinime, kuriuo atiduodama duoklė britų komikų grupei "Monty Pythons", taip pat žaismingas požiūris į vadovėlius ir informacinę medžiagą, pavyzdžiui, vietoj foo ir bar nurodomi šlamštas ir kiaušiniai.